DE3113111C2

DE3113111C2 - Transformer housing with transformer tank and external cooling device

Info

Publication number: DE3113111C2
Application number: DE19813113111
Authority: DE
Inventors: Alfred 5353 Mechernich Erlenhof; Andre 5358 Bad Münstereifel Meulemann; Hans-Helmar Dipl.-Ing. Werk
Original assignee: Lahmeyer AG
Current assignee: Lahmeyer AG
Priority date: 1981-04-01
Filing date: 1981-04-01
Publication date: 1983-09-01
Also published as: DE3113111A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Transformatorgehäuse mit Transformatorkessel und angebauter Kühlvorrichtung für das im Transformatorkessel befindliche Kühlmittel. Die Kühlvorrichtung weist zumindest einen Plattenwärmetauscher auf, der als Kühlluft-Lamellenkühler ausgebildet ist. Der Plattenwärmetauscher ist einerseits im Bereich der heißesten Kühlmittelschicht im Transformatorkessel, andererseits über eine Falleitung im Bereich des Transformatorkesseltiefsten an den Transformatorkessel angeschlossen. Da der Plattenwärmetauscher als Lamellenkühler ausgebildet ist, kann die erforderliche Kühlleistung bei gutem Wärmeaustauschwirkungsgrad mit einer sehr kleinen Kühlvorrichtung erbracht werden.The invention relates to a transformer housing with a transformer tank and a built-on cooling device for the coolant located in the transformer tank. The cooling device has at least one plate heat exchanger which is designed as a cooling air lamellar cooler. The plate heat exchanger is connected to the transformer tank, on the one hand, in the area of the hottest coolant layer in the transformer tank and, on the other hand, via a downpipe in the area of the deepest part of the transformer tank. Since the plate heat exchanger is designed as a lamellar cooler, the required cooling capacity can be achieved with a very small cooling device with good heat exchange efficiency.

Description

a) als Kühlluft-Lamellenkühler (2) ausgebildeta) designed as a cooling air lamellar cooler (2)

b) im oberen Bereich des Transformatorkessel (1) angeordnet sowieb) arranged in the upper area of the transformer tank (1) as well

c) mit kaminwirkungserzeugenden Luftleitblechen (5) ausgerüstet istc) is equipped with chimney effect generating air baffles (5)

2. Transformatorgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlluft-Lamellenkühler (2) Turbolatoreinbauten für das Kühlmittel aufweist2. Transformer housing according to claim 1, characterized characterized in that the cooling air lamellar cooler (2) Has turbulator internals for the coolant

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Transformatorgehäuse mit Transformatorkessel und außen angebauter Kühlvorrichtung, die einerseits im Bereich der heißesten Kühlmittelschicht andererseits mit einer Falleitung im Bereich des Transformatorkesseltiefsten an den Transformatorkessel angeschlossen istThe invention relates generically to a transformer housing with a transformer tank and externally mounted cooling device, on the one hand in the area of the hottest coolant layer on the other hand connected to the transformer tank with a downpipe in the area of the transformer tank bottom is

Bei einem bekannten gattungsgemäßen Transformatorgehäuse (R. Küchler »Die Transformatoren«, Springer 1966, S. 253/54, insbes. S. 253, Abb. 214) ist die Kühlvorrichtung mit Wasserkühlern ausgerüstet Das ist aufwendig, weil das Kühlwasser oesonders bereitgestellt und aufbereitet werden muß. Wird es im Kreislauf geführt, so muß der Kreislauf mit Kälteaggregaten ausgerüstet werden. Bei einem anderen Transformatorgehäuse (DE-PS 9 64 166) arbeitet die Kühlvorrichtung mit Radiatoren. Das verlangt zur Erzeugung einer ausreichenden Kühlwirkung eine Vielzahl von Radiatorrippen oder Radiatorplatten, die sich praktisch über die gesamte Höhe des Transformatorkessels erstrecken. Der bauliche Aufwand sowie der räumliche Aufwand sind daher erheblich. Um den baulichen und räumlichen Aufwand zu reduzieren, ist vorgeschlagen worden (DE-OS 17 63 260), die Kesselwand des Transformatorkessels selbst aus Radiatoren oder Radiatorteilen beliebiger Formgebung und Lamellierung zu bilden. Das hat in die Praxis keinen Eingang gefunden. Die Praxis bevorzugt Transformatorkessel, die als Glattblechkessel ausgeführt sind (Siemens-Zeitschrift 32,1958, S. 463) und daher ohne großen Aufwand als Druckbehälter dimensioniert sowie sicher und einfach gefertigt werden können. Kühlvorrichtungen des beschriebenen Aufbaus hai man dabei auch schon an den Stirnseiten solcher Transformatorkessel angeordnet.In a known generic transformer housing (R. Küchler "Die Transformatoren", Springer 1966, p. 253/54, esp. P. 253, Fig. 214) is that Cooling device equipped with water coolers This is expensive because the cooling water is specially provided and has to be processed. If it is carried out in a circuit, the circuit must have refrigeration units be equipped. In another transformer housing (DE-PS 9 64 166) the cooling device works with radiators. This requires a large number of radiator fins to generate a sufficient cooling effect or radiator panels that extend practically the entire height of the transformer tank. The structural effort as well as the spatial effort are therefore considerable. To the structural and spatial To reduce effort has been proposed (DE-OS 17 63 260), the boiler wall of the transformer boiler even from radiators or radiator parts of any shape and lamination. That has not found its way into practice. In practice, transformer boilers are preferred, as smooth sheet metal boilers are executed (Siemens-Zeitschrift 32, 1958, p. 463) and can therefore be dimensioned as a pressure vessel and manufactured safely and easily as a pressure vessel without great effort can. Cooling devices of the structure described are already available on the end faces of such Transformer boiler arranged.

In anderen Bereichen der Technik arbeitet man mit sog. Plattenwärmetauschern (vgl. Lueger. Bd. 16, »Lexikon der Verfahrenstechnik«, 1970, S. 563). Plattenwärmetauscher bestehen ähnlich einer Filterpresse aus einer Anzahl von gerillten oder formgepreßten Platten, die auf zwei Holme gefädelt und mit Dichtungen gegeneinandergesetzt sind. Der Abstand der Platten beträgt z.B. 5 bis 15mm und die Formgebung soll möglichst strömungsgünstige Kanäle für die wärmetauschenden Fluide erzeugen. PlattenwärYou collaborate in other areas of technology so-called plate heat exchangers (cf. Lueger. Vol. 16, "Lexikon der Verfahrenstechnik", 1970, p. 563). Plate heat exchangers, similar to a filter press, consist of a number of grooved or compression molded ones Plates that are threaded onto two spars and placed against one another with seals. The distance of the plates is e.g. 5 to 15mm and the shape should be as aerodynamic channels as possible generate for the heat exchanging fluids. Plate heat

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^w) metauscher haben im Vergleich zu Radiatoren einen sehr geringen Platzbedarf, sind jedoch bei Transformatorgehäusen bisher nicht eingesetzt worden. ^w) exchangers have a very small footprint compared to radiators, but have not yet been used in transformer housings.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Transformatorgehäuse so weiter auszubilden, daß eine wirksame Kühlung auch bei Luftkühlung erreicht werden kann, und zwar mit kleiner aktiver Oberfläche der Kühlvorrichtung.The invention is based on the object of further developing the generic transformer housing so that that effective cooling can also be achieved with air cooling, and with smaller active surface of the cooling device.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die KühlvorrichtungTo solve this problem, the invention teaches that the cooling device

a) als Kühlluft-Lamellenkühler ausgebildeta) designed as a cooling air lamellar cooler

b) im oberen Bereich des Transformatorkessels angeordnet sowieb) arranged in the upper area of the transformer tank as well

c) mit kaminwirkungserzeugenden Luftleitblechen ausgerüstet istc) is equipped with chimney-effect baffles

Luftleitbleche bei Wärmetauschern sind ebenso an sich bekannt (DE-GM 19 79 652), wie turbolenzerzeugende Maßnahmen bei Kühleinrichtungen ffir Öltransformatoren (DE-PS 3 73 015).Air baffles in heat exchangers are also known per se (DE-GM 19 79 652), as are turbulence-generating ones Measures for cooling devices for oil transformers (DE-PS 3 73 015).

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei einem gattungsgemäßen Transformatorgehäuse eine wirksame Kühlung über einen Luftkühler erreichbar ist. wenn dieser als Kühlluft-Lamellenkühler ausgebildet ist Ein solcher zeichnet sich ohnehin schon durch geringen Platzbedarf aus. Ist er im oberen Bereich des Transformatorkessels angeordnet, so bleibt der gesamte untere Bereich frei, während die Anordnung zugleich die Kühlwirkung unterstützt, weil kaminzugartige Zusammenhänge entstehen. Diese werden durch die kaminwirkungserzeugenden Luftleitbleche noch unterstützt. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung können zusätzliche Turbolatoreinbauten für das Kühlmittel vorgesehen sein. — Kühlluft-Lamellenkühler bezeichnet einen Plattenwärmetauscher des vorstehend beschriebenen Aufbaus, der zusätzlich mit Kühlluftlamellen ausgerüstet ist. Auf diese Weise kommt man bei Verwendung der Umgebungsluft als Kühlluft ze einer sehr hohen Kühlleistung. Das Kühlmittel durchströmt bei einem erfindungsgemäßen T-ansformatorgehäuse die Kühlvorrichtung z. B. nach dem Thermosyphonprinzip. Es kann jedoch auch mit Umwälzpumpen gearbeitet werden. Die aktive Oberfläche der Kühlvorrichtung is» gegenüber der bekannten Ausführungsform mit Radiatoren auf etwa ¹Ao verringert. Bei der beschriebenen Anordnung erreicht man darüberhinaus im Innern des Transformatorkessels besonders günstige Strömungen des Kühlmittels. Das gilt insbesondere dann, wenn am oberen Rand des Transformatorkessels zwei Plattenwärmetauscher einander gegenüberliegend angeordnet sind, weil sich in diesem Falle gleichsam eine diagonale Strömung des Kühlmittels im Transformatorkessel pinstellt.The invention is based on the knowledge that, in a generic transformer housing, effective cooling can be achieved via an air cooler. if this is designed as a lamellar cooling air cooler, such a cooler is already characterized by its small footprint. If it is arranged in the upper area of the transformer tank, the entire lower area remains free, while the arrangement supports the cooling effect at the same time, because flue-like relationships arise. These are supported by the chimney effect creating air baffles. According to a further proposal of the invention, additional internals turbulators can be provided for the coolant. - Cooling air lamellar cooler refers to a plate heat exchanger of the structure described above, which is also equipped with cooling air lamellas. In this way, when the ambient air is used as cooling air, a very high cooling capacity is achieved. The coolant flows through the cooling device z. B. according to the thermosiphon principle. However, circulation pumps can also be used. The active surface of the cooling device is reduced ^{to about 1% compared to the known embodiment with radiators.} With the arrangement described, particularly favorable coolant flows are also achieved inside the transformer tank. This applies in particular when two plate heat exchangers are arranged opposite one another at the upper edge of the transformer tank, because in this case a diagonal flow of the coolant occurs in the transformer tank.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer DarstellungIn the following the invention is illustrated by means of a drawing which shows only one exemplary embodiment explained in more detail. It shows in a schematic representation

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Transformatorgehäuses,Fig. 1 is a side view of a transformer housing according to the invention,

F i g. 2 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 1.F i g. 2 shows another embodiment of the object of FIG. 1.

Das in den Figuren dargestellte Transformatorgehäuse besteht im grundsätzlichen Aufbau aus Transformatorkessel 1 und angebauter Kühlvorrichtung 2 für das im Transformatorkessel 1 befindliche Kühlmittel 3. Die Kühlvorrichtung ist mit Plattenwärmetauschern 2 ausgerüstet, die ihrerseits als Kühlluft-Lamellenkühler ausgebildet sind. Man erkennt, daß die Kühlluft-Lamel-The basic structure of the transformer housing shown in the figures consists of a transformer tank 1 and attached cooling device 2 for the coolant 3 located in the transformer tank 1 The cooling device is equipped with plate heat exchangers 2, which in turn act as cooling air lamellar coolers are trained. It can be seen that the cooling air lamellae

lenkühler 2 einerseits im Bereich der heißesten matorkessels 1 angeordnet. Bei der AusführungsformSteering cooler 2 arranged on the one hand in the area of the hottest motor boiler 1. In the embodiment

Kühlölschicht, andererseits über eine Falleitung 4 im nach Fig.2 sind sie über einen Verteiler auf denCooling oil layer, on the other hand, via a downpipe 4 in FIG. 2, they are on the via a distributor

Bereich des Transformatorkesseltiefsten an den Trans- Transformatordeckel aufgesetzt Die Kühlluft-Lamel-The area of the deepest part of the transformer tank is placed on the transformer cover.

formatorkessel langeschlossen sind. lenkühler 2 sind mit einem eine Kaminwirkungformat boiler are long closed. Radiator 2 are with a chimney effect

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind die 5 erzeugenden Luftleitblech5ausgerüstet.
Plattenwärmetauscher 2 am oberen Rand des Transfor-In the embodiment according to FIG. 1, the 5 generating air baffles 5 are equipped.
Plate heat exchanger 2 on the upper edge of the transformer

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Transformer housing with transformer tank utid external cooling device, which on the one hand in the area of the hottest coolant layer, on the other hand with a downpipe in the area of the transformer tank deepest to the transformer tank is connected, characterized in that the cooling device ι ο